Make FlatFunction parameterized with the signal id type.
[matthijs/master-project/cλash.git] / Flatten.hs
index 7dc261e8d23138f90865b0f083ec45f04c71f598..e550db8b695045a808bc97f6dc570fb15051c8e2 100644 (file)
@@ -4,62 +4,16 @@ import Control.Monad
 import qualified Var
 import qualified Type
 import qualified Name
-import qualified TyCon
 import qualified Maybe
-import Data.Traversable
 import qualified DataCon
 import qualified CoreUtils
 import Control.Applicative
 import Outputable ( showSDoc, ppr )
-import qualified Data.Foldable as Foldable
 import qualified Control.Monad.State as State
 
--- | A datatype that maps each of the single values in a haskell structure to
--- a mapto. The map has the same structure as the haskell type mapped, ie
--- nested tuples etc.
-data HsValueMap mapto =
-  Tuple [HsValueMap mapto]
-  | Single mapto
-  deriving (Show, Eq)
-
-instance Functor HsValueMap where
-  fmap f (Single s) = Single (f s)
-  fmap f (Tuple maps) = Tuple (map (fmap f) maps)
-
-instance Foldable.Foldable HsValueMap where
-  foldMap f (Single s) = f s
-  -- The first foldMap folds a list of HsValueMaps, the second foldMap folds
-  -- each of the HsValueMaps in that list
-  foldMap f (Tuple maps) = Foldable.foldMap (Foldable.foldMap f) maps
-
-instance Traversable HsValueMap where
-  traverse f (Single s) = Single <$> f s
-  traverse f (Tuple maps) = Tuple <$> (traverse (traverse f) maps)
-
-data PassState s x = PassState (s -> (s, x))
-
-instance Functor (PassState s) where
-  fmap f (PassState a) = PassState (\s -> let (s', a') = a s in (s', f a'))
-
-instance Applicative (PassState s) where
-  pure x = PassState (\s -> (s, x))
-  PassState f <*> PassState x = PassState (\s -> let (s', f') = f s; (s'', x') = x s' in (s'', f' x'))
-
--- | Creates a HsValueMap with the same structure as the given type, using the
---   given function for mapping the single types.
-mkHsValueMap ::
-  Type.Type                         -- ^ The type to map to a HsValueMap
-  -> HsValueMap Type.Type           -- ^ The resulting map and state
-
-mkHsValueMap ty =
-  case Type.splitTyConApp_maybe ty of
-    Just (tycon, args) ->
-      if (TyCon.isTupleTyCon tycon) 
-        then
-          Tuple (map mkHsValueMap args)
-        else
-          Single ty
-    Nothing -> Single ty
+import HsValueMap
+import TranslatorTypes
+import FlattenTypes
 
 -- Extract the arguments from a data constructor application (that is, the
 -- normal args, leaving out the type args).
@@ -69,125 +23,9 @@ dataConAppArgs dc args =
   where
     tycount = length $ DataCon.dataConAllTyVars dc
 
-
-
-data FlatFunction = FlatFunction {
-  args   :: [SignalDefMap],
-  res    :: SignalUseMap,
-  --sigs   :: [SignalDef],
-  apps   :: [FApp],
-  conds  :: [CondDef]
-} deriving (Show, Eq)
-    
-type SignalUseMap = HsValueMap SignalUse
-type SignalDefMap = HsValueMap SignalDef
-
-useMapToDefMap :: SignalUseMap -> SignalDefMap
-useMapToDefMap = fmap (\(SignalUse u) -> SignalDef u)
-
-defMapToUseMap :: SignalDefMap -> SignalUseMap
-defMapToUseMap = fmap (\(SignalDef u) -> SignalUse u)
-
-
-type SignalId = Int
-data SignalUse = SignalUse {
-  sigUseId :: SignalId
-} deriving (Show, Eq)
-
-data SignalDef = SignalDef {
-  sigDefId :: SignalId
-} deriving (Show, Eq)
-
-data FApp = FApp {
-  appFunc :: HsFunction,
-  appArgs :: [SignalUseMap],
-  appRes  :: SignalDefMap
-} deriving (Show, Eq)
-
-data CondDef = CondDef {
-  cond    :: SignalUse,
-  high    :: SignalUse,
-  low     :: SignalUse,
-  condRes :: SignalDef
-} deriving (Show, Eq)
-
--- | How is a given (single) value in a function's type (ie, argument or
--- return value) used?
-data HsValueUse = 
-  Port           -- ^ Use it as a port (input or output)
-  | State Int    -- ^ Use it as state (input or output). The int is used to
-                 --   match input state to output state.
-  | HighOrder {  -- ^ Use it as a high order function input
-    hoName :: String,  -- ^ Which function is passed in?
-    hoArgs :: [HsUseMap]   -- ^ Which arguments are already applied? This
-                         -- ^ map should only contain Port and other
-                         --   HighOrder values. 
-  }
-  deriving (Show, Eq)
-
-type HsUseMap = HsValueMap HsValueUse
-
--- | Builds a HsUseMap with the same structure has the given HsValueMap in
---   which all the Single elements are marked as State, with increasing state
---   numbers.
-useAsState :: HsValueMap a -> HsUseMap
-useAsState map =
-  map'
-  where
-    -- Traverse the existing map, resulting in a function that maps an initial
-    -- state number to the final state number and the new map
-    PassState f = traverse asState map
-    -- Run this function to get the new map
-    (_, map')   = f 0
-    -- This function maps each element to a State with a unique number, by
-    -- incrementing the state count.
-    asState x   = PassState (\s -> (s+1, State s))
-
--- | Builds a HsUseMap with the same structure has the given HsValueMap in
---   which all the Single elements are marked as Port.
-useAsPort :: HsValueMap a -> HsUseMap
-useAsPort map = fmap (\x -> Port) map
-
-data HsFunction = HsFunction {
-  hsFuncName :: String,
-  hsFuncArgs :: [HsUseMap],
-  hsFuncRes  :: HsUseMap
-} deriving (Show, Eq)
-
-type BindMap = [(
-  CoreBndr,            -- ^ The bind name
-  Either               -- ^ The bind value which is either
-    SignalUseMap       -- ^ a signal
-    (
-      HsValueUse,      -- ^ or a HighOrder function
-      [SignalUse]      -- ^ With these signals already applied to it
-    )
-  )]
-
-type FlattenState = State.State ([FApp], [CondDef], SignalId)
-
--- | Add an application to the current FlattenState
-addApp :: FApp -> FlattenState ()
-addApp a = do
-  (apps, conds, n) <- State.get
-  State.put (a:apps, conds, n)
-
--- | Add a conditional definition to the current FlattenState
-addCondDef :: CondDef -> FlattenState ()
-addCondDef c = do
-  (apps, conds, n) <- State.get
-  State.put (apps, c:conds, n)
-
--- | Generates a new signal id, which is unique within the current flattening.
-genSignalId :: FlattenState SignalId 
-genSignalId = do
-  (apps, conds, n) <- State.get
-  State.put (apps, conds, n+1)
-  return n
-
 genSignalUses ::
   Type.Type
-  -> FlattenState SignalUseMap
+  -> FlattenState (SignalUseMap UnnamedSignal)
 
 genSignalUses ty = do
   typeMapToUseMap tymap
@@ -197,7 +35,7 @@ genSignalUses ty = do
 
 typeMapToUseMap ::
   HsValueMap Type.Type
-  -> FlattenState SignalUseMap
+  -> FlattenState (SignalUseMap UnnamedSignal)
 
 typeMapToUseMap (Single ty) = do
   id <- genSignalId
@@ -225,7 +63,7 @@ flattenFunction hsfunc bind@(NonRec var expr) =
 flattenExpr ::
   BindMap
   -> CoreExpr
-  -> FlattenState ([SignalDefMap], SignalUseMap)
+  -> FlattenState ([SignalDefMap UnnamedSignal], (SignalUseMap UnnamedSignal))
 
 flattenExpr binds lam@(Lam b expr) = do
   -- Find the type of the binder
@@ -294,6 +132,52 @@ flattenExpr binds app@(App _ _) = do
         then error $ "Passing lambda expression or function as a function argument not supported: " ++ (showSDoc $ ppr arg)
         else flat 
 
+flattenExpr binds l@(Let (NonRec b bexpr) expr) = do
+  (b_args, b_res) <- flattenExpr binds bexpr
+  if not (null b_args)
+    then
+      error $ "Higher order functions not supported in let expression: " ++ (showSDoc $ ppr l)
+    else
+      let binds' = (b, Left b_res) : binds in
+      flattenExpr binds' expr
+
+flattenExpr binds l@(Let (Rec _) _) = error $ "Recursive let definitions not supported: " ++ (showSDoc $ ppr l)
+
+flattenExpr binds expr@(Case (Var v) b _ alts) =
+  case alts of
+    [alt] -> flattenSingleAltCaseExpr binds v b alt
+    otherwise -> error $ "Multiple alternative case expression not supported: " ++ (showSDoc $ ppr expr)
+  where
+    flattenSingleAltCaseExpr ::
+      BindMap
+                                -- A list of bindings in effect
+      -> Var.Var                -- The scrutinee
+      -> CoreBndr               -- The binder to bind the scrutinee to
+      -> CoreAlt                -- The single alternative
+      -> FlattenState ( [SignalDefMap UnnamedSignal], SignalUseMap UnnamedSignal)
+                                           -- See expandExpr
+    flattenSingleAltCaseExpr binds v b alt@(DataAlt datacon, bind_vars, expr) =
+      if not (DataCon.isTupleCon datacon) 
+        then
+          error $ "Dataconstructors other than tuple constructors not supported in case pattern of alternative: " ++ (showSDoc $ ppr alt)
+        else
+          let
+            -- Lookup the scrutinee (which must be a variable bound to a tuple) in
+            -- the existing bindings list and get the portname map for each of
+            -- it's elements.
+            Left (Tuple tuple_sigs) = Maybe.fromMaybe 
+              (error $ "Case expression uses unknown scrutinee " ++ Name.getOccString v)
+              (lookup v binds)
+            -- TODO include b in the binds list
+            -- Merge our existing binds with the new binds.
+            binds' = (zip bind_vars (map Left tuple_sigs)) ++ binds 
+          in
+            -- Expand the expression with the new binds list
+            flattenExpr binds' expr
+    flattenSingleAltCaseExpr _ _ _ alt = error $ "Case patterns other than data constructors not supported in case alternative: " ++ (showSDoc $ ppr alt)
+
+
+      
 flattenExpr _ _ = do
   return ([], Tuple [])